俄國航發娘胎的毛病 科普J31為何冒黑煙

剛才看了網友拍下的珠海航展J31起飛的那段。我擦本來挺秀氣的J31居然也是個黑風怪！那煙冒的！在看眾網站 可憐的31妹子就被黑出來翔了：拖拉機,燒劈柴的,早上喝的是中石油出品的0號柴嗎？下面我特地去民航的論壇請教了幾位專業的機修師傅。為J31正名 冒黑煙是俄制RD93發動機的先天病。他們給我講了一個老笑話 俄國造的航發就相當於化油器的老普桑。冒點黑煙啥的正常.....

既然說到J31要 就得說說這妹子的出身了：殲-31是瀋陽飛機工業公司（外號沈霍伊。以仿製俄制SU27的J11戰鬥機為代表作）自研的第四代隱形戰鬥機，2012年10月31日上午10時32分，殲-31成功首飛。中國成為世界第二個同時試飛兩種四代機原型機的國家。該型機定位為面向第三世界國家的出口型第四代戰機。安裝兩台俄制的RD-93航空發動機。和FC-1的發動機一樣。

RD-93渦扇發動機(俄文為PД-93)是「卡莫夫設計局在米格29上使用的RD-33型渦扇航發的基礎上，按照中國訂貨商的要求，將上置的附件機匣改為置於發動機下部的改進型，發動機關鍵部分的結構完全一樣。圖為梟龍驗證機裝發動機時的照片。

RD-33(俄文為PД-93)渦扇發動機是前蘇聯於1968年開始研發，MiG-29戰鬥機的動力來源。1972年第一次試車，目前仍在生產當中，該發動機工作穩定，高空高速特性格外突出。性能基本與F-16A裝備的F100發動機相比，基本處於同一水平。但可靠性、可維護性一直為外國用戶所批評，尤其是印度空軍的米格-29部隊，因發動機事故多次導致部隊停訓，直接影響了戰鬥力。圖為RD-33的結構圖

具體太深的咱們就不講了。估計沒幾個人弄得懂 ！上圖是渦扇發動機 工作循環圖。工作原理其實和汽車發動機差不多。空氣經進氣道吸入壓氣機加壓。高壓氣體被噴入燃燒室，與燃油充分混合後燃燒。氣體噴入發動機後段驅動渦輪機經噴口排出做功。

這款發動機的古老設計其實才是J31被人叫成"黑風怪"的罪魁禍首.由圖可見。米格29的兩台RD-33發動機地面測試時冒出的煙快趕上坦克的煙霧彈了。這貨每次拖著黑煙到西歐表演，一登場總是能引起觀眾鬨笑，現場不僅煙霧繚繞，而且還充斥著濃烈的煤油味......

冒黑煙其實就是積碳，燃燒不充分的表現！和一般網友認為的油品質量沒有一毛錢關係--RD93/RD33一直有這個現象，飛機使用的航空煤油，其充分燃燒需要兩個條件：足夠的前置溫度與足夠的氧氣！

因此，只要這兩個條件不滿足，就可能冒出黑煙。一般來說，在剛剛打開加力的時候，噴油量加大，而燃燒室溫度不足以對增量燃油進行充分加熱的情況下，燃油霧會出現一定程度的再結滴現象，這是造成燃燒不充分而冒黑煙的本質

RD-33冒黑煙我猜測其原因：發動機在低空低速狀態下，進氣壓低，進氣量不足，油門上來時風扇轉速不能跟上，加劇進氣不足，這種情況下，油料無法燃燒充分，於是便黑煙滾滾。RD-33航發的噴油嘴和控制系統都是古老的機械控制。噴油量和進氣壓力不能自動調控。到了RD-33航發的改進型印度米格29K用的那款。裝備了電子控制系統和新式噴油嘴冒黑煙的問題就基本解決了。

圖為RD-33型航發的燃燒室照片。現代航空發動機的先進技術，是採用電腦燃油控制，可以簡單的理解為汽車發動機從化油器改為電噴。控制精度會提高，打開加力的瞬間，噴油量增加不是很顯著，通過一定的延遲保證更高的燃燒效率，這樣做的好處是可以顯著節油（加力飛行是一種超級恐怖費油的飛行方式）。壞處是，發動機的爆發力會有所下降。但這樣基本就不噴黑煙了。

RD33航發燃燒室使用的是航發中最古老的設計"離心式噴油嘴" 其工作原理如圖所示。燃油從切向孔高速進入旋流室，在旋流室內急速的旋轉運動，燃油從噴孔噴出後，受慣性力和空氣撞擊力的作用破裂成無數細小的油珠，從而獲得良好的霧化結果。這種設計的優點是能形成均勻的混合氣保證燃燒室在寬廣的混合比例範圍內工作，工作可靠，缺點是對供油壓力要求高，存在高溫富油區，易造成發煙污染，出口溫度場不均勻，與環形燃燒室不協調。恰好與RD-33的主要設計環裝燃燒室犯沖。在1950-1970年代，離心式噴嘴曾大量運用在民航客機上，當時的機場長期是黑煙滾滾。

拖黑線的情況 對於航空發動機來說其實很正常..看圖！美國的B52也這德行！ 8台發動機啟動更誇張。

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